Устройство для погружения и извлечения трубчатых элементов

Устройство для погружения и извлечения трубчатых элементов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

<и>60зтзв

ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, сеид-ву— (22) Заявлено 10.12.75 (21) 2197468/33 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 25 04.78. Бюллетень № i5 (51) М. Кл. E02 D 7/18

Государственный комитет

Совета Министров СССР

Ilo делам изооретений

II открытий (53) УДК 624.155.1.002.5 (088.8) (46) Дата опубликования описания 28.03.78 (72) Авторы изобретения

М. Г. Цейтлин, Б. Б. Рубин, И. И. Ханович, О. В. Алексеев, В. Н. Новицкий и Л. Х. Голубчик (71) Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский институт гидромеханизации, санитарно-технических и специальных строительных работ (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОГРУЖЕНИЯ И ИЗВЛЕт1ЕНИЯ ТРУБЧАТЫХ

ЭЛЕМЕНТОВ

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при проходке скважин твд набивные сваи с применением вибромашин.

Известно устройство для погружения и извлечения,мпример, свай, шпунта, которое может работать в ударно-вибрационном режиме с ударом, направленным вниз, или в вибрационном режиме при продольных колебаниях.

Известно также устройство, которое обеспечивает возможность реверсирования направления уда- ip ра и может работать в ударно-вибрационном режиме с ударом вверх или вниз, а также в вибрационном режиме при продольных колебаниях.

Недостаток указанных устройств заключается в том, что они не могут работать в режиме продольно-вращательных ударов и продольно-вращательных колебаний, так как в ударно-вибрацнонном режиме крутящий момент не будет передаваться на погружаемый элемент, а в вибрационном режиме может произойти поломка механизма или переход вновь на ударно-вибрационньй режим.

Цель изобретения — обеспечение возможности работ устройства в режиме продольно-вращательных колебаний нли ударов.

2

Это достигается тем, что в устройстве для погружения и извлечения трубчатых элементов, включающем вибровозбудитель, механизм переключения с червячным приводом и наголовник с направляющими колонками, червячньй вал привода механизма переключения выполнен с противоположно направ. ленными нарезками и подпружинен в продольном налравлении.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство при работе в ударно-вибрационном режиме, на фнг. 2 — при работе в вибрационном режиме, на фиг. 3 — разрез А — А на фиг. 1; на фиг. 4 — разрез Б — Б на фиг. 3.

Устройство состоит из вибровозбудителя 1 продольно-вращательного действия с бойком 2 и двумя втулками 3. Вибровозбудитель представляет собой двухвальньй дебалансньй механизм с приводом от электродвигателя 4. Расположение дебалансов 5 механизма позволяет получить продольно-вращательные колебания. Корпус вибратора 6 имеет отверстия, через которые проходят тяги 7 рабочих пружин 8, закрепленные в наголовннке 9. Наголовник снабжен наковальней 10 и двумя полыми направляющими колонками 11 и 12, одна из которых имеет левую, а другая правую резьбу в верхней части. Направ603728 ляюшие колонки входят во втулки 3 по скользя шей посадке. На колонки навинчены прижимные гайки 13 и 14, соответственно, с левой и правой резьбой, жестко соединенные с вертикальными валами 15, установленными внутри направляющих с воэможностью вертикального перемещения и вращения. Нижние шлицевые концы валов 15 входят в шлицевые отверстия червячных колес 16 и 17 (см. фиг. 3). Червячные колеса находятся в зацеплении с валом 18, который выполнен с червяками 19 и 20 левой и правой нарезки. На червячном валу установлены две пружины 21, каждая из которых одним концом через стаканы 22 и кольца 23 упирается в корпус, а другим во фланец специальной реэьбовой втулки 24, навинченной на червячный вал. С помощью втулок 24 имеется во> можность предварительного сжатия пружин до необходимого расчетного усилия, Шлицевос соединение электродвигателя 25 и червячного вала 18 дает возможность валу совершать осевое перемещение.

Погружаемый труб етый элемент 26 жестко крепится к наголовнику 9.

При работе . устройства в ударно-вибрационпом режиме вибровозбуцитель 1, являющийся удар. ной частью, движется по направляющим колонкам

11 и 12 через элемент 26 крутящего момента от возбуждающей силы. При ударно-вибрационном режиме прижимные гайки 13 и 14 навернуты частично на направляющие колонки 11 и 12. Расстояние между прижимными гайками и втулками 3 выбрано достаточным для того, чтобы при максимальном отскоке ударной части втулки не ударялись о прижимные гайки, Для работы в вибрационном режиме необходимо ударную часть (вибровозбудитель) прижать к наголовнику, Для выполнения этой операции электродвигатель 25 через червячные передачи вращает вертикальные валы 15, жестко соединенные с прижимными гайками 13 и 14, которые завинчиваются до упора в торцы втулок 3.

Возникающие при работе червячных передач осевые силы, действующие на червячный вал 18, взаимно уравновешиваются, так как червяки 19 и

20 выполйены с противоположной нарезкой.

Однако, как правило, моменты сил, необходимые для вращения гаек 13 и 14, несколько отличаются друг от друга (например, в связи с различным сопротивлением в резьбах, заеданием в одной из резьб и т.п.). В связи с этим осевые силы, возникающие также в червячных передачах и действующие на червячный вал, будут также различны по величине и червячный вал должен был бы (даже при небольшой разнице в силах) смешаться в сторону действия болыцей иэ осевых сил, что привело бы после проведения нескольких операций по переключению с режима на режим, к выходу червяков из зацепления с червячными колесами (или к необходимости применения вала с неограниченно длинными червяками, что практически невозможно) . Однако предварительное поджатие

4 пружин 21 выбирается большим, чем равнодействующая осевых сил, что препятствует перемещению приводного вала. Прижимные гайки 13 и 14 будут вращаться при этом с одинаковой средней скоростью.

5 На конечной стадии затяжки, если сначала только одна из прижимных гаек, например левая 13 (см. фиг, 1), уперлась в торец втулки 3, а между второй гайкой — правой 14 и втулкой имеется seкоторый зазор, (что бывает повсеместно из-за неточности первоначального монтажа гаек на колонках), возникает значительная осевая сила, вследствие чего червячный вал сжимая соответствующую пружину, например правую (см. фиг. 3), будет перемешаться в осевом направлении и вторая прижимная

1я гайка, в данном случае 14, будет продолжать вращение до упора в торец втулки 3. При этом скорость вращения гайки увеличивается за счет осевого перемещения червячного вала, который в этом случае можно рассматривать как движущуюся эуб20 чатую рейку, а червячное колесо как шестерню с неподвижно закрепленной осью.

При сжатии правой пружины стакан с установленной в нем левой пружиной будет двигаться вместе с червячным валом, в конкретном случае наЯ право. В конечном итоге обе гайки будут прижаты к втулкам с одинаковым усилием. При переводе устройства вновь па ударно-вибрационный режим весь механизм приходит в первоначальное положение.

ЗО Таким образом, наличие червячного вала приI вода механизма переключения с противоположно направленными нарезками дает воэможность прижать ударную часть к наголовнику с помощью двух гаек и тем самым передать вращающий момент, 86 т.е. осуществить работу в режиме продольно-вращательных колебаний.

Наличие предварительно поджатых пружин при некоторой разнице моментов сил сопротивления вращению прижимных гаек позволяет сохранить

40 одинаковую среднюю скорость их вращения беэ перемещения приводного вала, что дает возможность уменьшить длину червячной нарезки на валу, общую длину приводного вала и габариты механизма перевода.

11ри возникновении значительных осевых сил после затяжки одной из гаек пружины допускают осевое перемещение приводного вала, в связи с чем появляется возможность компенсировать не50 точности монтажа и изготовления, прижать гайки .к втулкам с одинаковым усилием и тем самым и ключить заклинивание вибровозбудителя под действием продольно-вращательных колебаний в направляющих колоннах, которое может проиэой55 ти при неравномерном прижатии гаек к втулкам вибровозбудителя.

Указанные отличительные особенности позволяют осуществлять перевод предлагаемого устройства с режима продольно. вращательных ударов на

603728 режим продольно- вращательных колебаний и об,ратно. Устройство дает воэможность повысить производительность труда при погружении и извлечении трубчатых элементов. Испьпания показали, что скорость погружения труб вибромолотом продольно-вращательного действия увеличивается на 15 — 25% по сравнению с вибромолотом продольного действия, а усилие извлечения с помощью вибратора продольно. вращательного действия в 1,5 — 2 раза меньше, чем при извлечении вибратором продольно- to го дей ствия.

Формула нэо бре те ни я

Устройство для погружения и извлечения трубчатых элементов, включающее вибровозбудитель, механизм переключения с червячным приводом и наголовник с направляющими колонками, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения возможности работы устройства в режиме продольно- вращательных колебаний или ударов, червячный вал привода механизма переключения выполнен с противоположно направленными нарезками и подпружинен в продольном направлении,